JP4587118B2 - Short arc discharge lamp - Google Patents
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Description
本発明は、ショートアーク放電ランプに関し、詳しくは、例えばプロジェクターの光源、一般照明用の光源などに利用されるショートアーク放電ランプに関する。 The present invention relates to a short arc discharge lamp, and more particularly to a short arc discharge lamp used for a light source of a projector, a light source for general illumination, and the like.
従来、一般照明用の光源であるメタルハライドランプやプロジェクター用の光源である高圧水銀ランプなどのショートアーク放電ランプは、図6に示されるように、放電空間Tを形成する発光管部11の両端にそれぞれ外方に伸びる封止部12、12が連接されてなる放電容器10を有し、この放電容器10の発光管部11内に、先端に向かうに従ってその外径が小さくなる円錐台柱状の陽極55および陰極14が互いに対向するよう配置されると共に、例えば希ガスおよび水銀などの発光物質が封入されており、陽極55および陰極14は、放電容器10の封止部12、12から発光管部11に向かって管軸L1に沿って伸びる陽極芯棒16および陰極芯棒17の先端部のそれぞれに設けられている。
Conventionally, a short arc discharge lamp such as a metal halide lamp that is a light source for general illumination or a high-pressure mercury lamp that is a light source for a projector is provided at both ends of an
このようなショートアーク放電ランプでは、点灯時の管壁負荷は、例えば50〜250W/cm2 、詳細には、放電ランプがメタルハライドランプである場合には50〜100W/cm2 、高圧水銀ランプである場合には100〜250W/cm2 となるよう構成されている。これは、管壁負荷が50W/cm2 未満とされた放電ランプは、発光効率が低いものとなって実用上の光出力が得られず、一方、管壁負荷が250W/cm2 よりも大きい放電ランプは、発光管部の管壁の温度の過度の上昇に起因して、放電容器を形成する石英ガラスの再結晶化による曇りが、早期に発生するおそれがある、という理由による。 In such a short arc discharge lamp, the wall load at the time of lighting, for example 50~250W / cm 2, in particular, when the discharge lamp is a metal halide lamp 50-100 W / cm 2, a high pressure mercury lamp In some cases, it is configured to be 100 to 250 W / cm 2 . This is because a discharge lamp having a tube wall load of less than 50 W / cm 2 has low luminous efficiency and practical light output cannot be obtained, while the tube wall load is larger than 250 W / cm 2. This is because in the discharge lamp, fogging due to recrystallization of quartz glass forming the discharge vessel may occur at an early stage due to an excessive increase in the temperature of the tube wall of the arc tube portion.
近年、ショートアーク放電ランプでは、光の高出力化を達成するために、放電ランプに供給される電流を大きなものとすることが行われているが、供給される電流が大きなものとされると、陽極15の温度が過度に上昇してしまい、結局は放電ランプの使用寿命が短いものとなる、という問題がある。
In recent years, in short arc discharge lamps, in order to achieve high light output, it has been attempted to increase the current supplied to the discharge lamp, but if the supplied current is assumed to be large There is a problem that the temperature of the
このような問題を解決するために、陽極の熱を高い効率で放散させる目的で当該陽極を体積が大きくて熱容量および表面積の大きい電極体により構成した放電ランプが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 In order to solve such problems, there has been proposed a discharge lamp in which the anode is configured with an electrode body having a large volume, a large heat capacity, and a large surface area for the purpose of dissipating the heat of the anode with high efficiency (for example, Patent Documents). 1).
しかしながら、このような放電ランプにおいて光の高出力化を図って供給される電流を大きなものとするためには、陽極の体積を相当に大きなものとすることが必要であり、このために陽極の重量が大きくなり、陽極を支持する陽極芯棒がその大きな重量のために湾曲し、電極間距離が変化して所期の大きさのアークを得ることができなくなるおそれがある。
然るに、重量の大きな陽極が確実に支持することができるよう外径の大きい陽極芯棒を用いると、封止部において封止が完全に行われないことがあり、また、点灯時にクラックが発生したりするおそれがあり、放電ランプの製造上の歩留まりが大きくなってしまう、という問題がある。
However, if an anode core rod with a large outer diameter is used so that a heavy anode can be reliably supported, sealing may not be performed completely at the sealing portion, and cracks may occur during lighting. There is a problem that the manufacturing yield of the discharge lamp is increased.
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、封止部に封止される陽極芯棒の外径が小さいものであっても、陽極の熱が高い効率で放散されて当該陽極の温度の上昇が抑制され、従って、光の高出力化を実現しても長期間にわたって安定に使用することのできるショートアーク放電ランプを提供することにある。 The present invention has been made based on the circumstances as described above, and the purpose thereof is to increase the heat of the anode even if the outer diameter of the anode core rod sealed in the sealing portion is small. An object of the present invention is to provide a short arc discharge lamp that is efficiently dissipated to suppress an increase in temperature of the anode, and can be used stably over a long period of time even if high output of light is realized.
本発明のショートアーク放電ランプは、発光管部およびこの発光管部の両端から外方に伸びる封止部を有する放電容器を具え、発光管部内において陽極と陰極とが対向配置されると共に、陽極芯棒の基端部が封止部において支持され、発光管部の管壁負荷が50〜250W/cm2 となる条件において点灯されるショートアーク放電ランプであって、
前記陽極においては、金属素線が金属芯線の外周にピッチ100%で巻回されてなる複合線材が前記陽極芯棒の先端部分の外周に巻回されてなる複合コイル体が設けられており、
前記陽極芯棒の先端にはコイル遮蔽部が設けられており、前記複合コイル体が陽極芯棒における当該コイル遮蔽部よりも基端側の部分に設けられており、
前記コイル遮蔽部は、複合コイル体の外径と同じまたはこれよりも大きい外径を有することを特徴とする。
The short arc discharge lamp of the present invention comprises a discharge vessel having an arc tube portion and a sealing portion extending outward from both ends of the arc tube portion, and an anode and a cathode are disposed opposite to each other in the arc tube portion. A short arc discharge lamp that is lit under the condition that the proximal end portion of the core rod is supported by the sealing portion and the tube wall load of the arc tube portion is 50 to 250 W / cm 2 ,
In the anode, a composite coil body is provided in which a composite wire in which a metal wire is wound around the outer periphery of a metal core wire at a pitch of 100% is wound around the outer periphery of the tip portion of the anode core rod ,
A coil shielding portion is provided at the tip of the anode core rod, and the composite coil body is provided at a portion of the anode core rod on the base end side with respect to the coil shielding portion,
The coil shielding part has an outer diameter that is the same as or larger than the outer diameter of the composite coil body .
また、本発明のショートアーク放電ランプにおいては、前記陽極芯棒の先端と前記複合線材による複合コイル体とが溶着されている構成とすることができる。 Moreover, in the short arc discharge lamp of this invention, it can be set as the structure by which the front-end | tip of the said anode core rod and the composite coil body by the said composite wire are welded.
本発明のショートアーク放電ランプにおいては、前記複合線材の外径が、前記陽極芯棒の外径以上の大きさであることが好ましい。 In the short arc discharge lamp of the present invention, it is preferable that the outer diameter of the composite wire is larger than the outer diameter of the anode core rod.
本発明のショートアーク放電ランプによれば、基本的に陽極芯棒を封止部において確実に封止することができ、陽極が重量が小さく熱容量が小さいものであっても大きな表面積を有することにより、陽極の熱の放散が高い効率で行われて当該陽極の温度の上昇が抑制され、その結果、電極に供給する電流を増加して光の高出力化を実現しても長期間にわたって安定に使用することのできるショートアーク放電ランプを得ることができる。 According to the short arc discharge lamp of the present invention, basically, the anode core rod can be reliably sealed in the sealing portion, and the anode has a large surface area even if it has a small weight and a small heat capacity. The heat dissipation of the anode is performed with high efficiency and the temperature rise of the anode is suppressed, and as a result, even if the current supplied to the electrode is increased to achieve high light output, it is stable over a long period of time. A short arc discharge lamp that can be used can be obtained.
以下、本発明のショートアーク放電ランプについて、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, the short arc discharge lamp of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<第1の実施の形態>
図1は、本発明のショートアーク放電ランプの構成の一例を示す説明用断面図である。このショートアーク放電ランプ(以下、単に「放電ランプ」ともいう。)は、直流点灯型の高圧水銀ランプであり、石英ガラスにより形成された、楕円球形の発光管部11と、この発光管部11の両端からそれぞれ外方に伸びるよう連設された封止部12、12とを有する放電容器10を具えている。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory sectional view showing an example of the configuration of a short arc discharge lamp of the present invention. This short arc discharge lamp (hereinafter, also simply referred to as “discharge lamp”) is a direct current lighting type high-pressure mercury lamp, an elliptical
発光管部11により区画された放電空間T内においては、放電容器10の管軸L1上において、例えばタングステンよりなる円柱状の陽極芯棒16および陰極芯棒17の先端部にそれぞれ設けられた陰極14および陽極15が、互いに近接した状態で対向配置されている。
In the discharge space T partitioned by the
放電容器10および封止部12、12は、放電容器基材である石英ガラスのパイプ体を溶融状態にしてその両端を変形させることにより形成されたものであり、一方の封止部12内には、陽極芯棒16と外部リード棒19とを電気的に接続する例えばモリブデンよりなる金属箔18が気密に埋設され、他方の封止部12の内部には、陰極芯棒17と外部リード棒19とを電気的に接続する例えばモリブデンよりなる金属箔18が気密に埋設されている。そして、陰極14は、陰極芯棒17の先端部に金属ワイヤ13が巻回されて構成されている。
The
陽極15は、図2に示されるように、陽極芯棒16の先端部分の外周に、後述する複合線材25が100%のピッチで巻回されてなる複合コイル体20が設けられて構成されている。
As shown in FIG. 2, the
複合線材25は、図3に示されるように、例えばモリブデンよりなる複合線材形成用の金属素線(以下、単に「素線」ともいう。)21が、例えばタングステンよりなる金属芯線22(以下、単に「芯線」ともいう。)の外周に巻回されたものであり、そのピッチは100%であることが好ましい。
As shown in FIG. 3, the
複合線材25の外径Pは、陽極芯棒16の外径Qと同一またはそれ以上の大きさとされることが好ましい。
It is preferable that the outer diameter P of the
ここで、複合線材25の外径Pは、素線21の外径をp1、芯線22の外径をp2とすると、式:(p1×2)+p2で表され、寸法の一例においては、p1は0.2mm、p2は0.3mmであり、この場合に、Pは0.7mmである。
Here, the outer diameter P of the
陽極芯棒16において複合線材25が巻回されて形成された複合コイル体20の長さLは、複合線材25の外径Pによっても異なるが、通常2〜5mmであり、具体的な一例においては、複合線材25の外径Pが0.7mmである場合に、複合コイル体20の長さLは5.0mmとされる。
The length L of the
放電容器10の放電空間T内には、発光物質として水銀が例えば0.1〜0.3mg/mm3 となる量で封入されていると共に、臭素が例えば1.7×10-4〜6.7×10-4μmol/mm3 となる量で封入され、さらにアルゴンなどの希ガスよりなるバッファガスが例えば2.0気圧となる封入圧で封入されている。
The discharge space T of the
この放電ランプにおける寸法の一例を挙げると、以下のとおりである。
発光管部11の最大外径は9〜15mm、最大内径は3〜9mmとされ、封止部12の長さは10〜20mmとされる。また、陽極芯棒16の外径Qは0.2〜0.7mmである。陰極14および陽極15の電極間距離は例えば1.0〜2.0mmとされる。
また、この放電ランプは、発光管部11の管壁負荷が50〜250W/cm2 、好ましくは100〜200W/cm2 となる条件で点灯されるよう、例えば、定格電圧が80V、定格電流が2.0A、定格電力が160Wとして構成される。
管壁負荷が50W/cm2 未満であると発光効率が低いものとなって実用上の光出力が得られず、一方、管壁負荷が250W/cm2 よりも大きいと、発光管部11の管壁の温度の過度の上昇に起因して放電容器10を形成する石英ガラスの再結晶化による曇りが早期に発生して使用寿命が短いものとなるおそれがある。
An example of the dimensions of this discharge lamp is as follows.
The
Further, the discharge lamp, the bulb wall loading is 50~250W / cm 2 of the
If the tube wall load is less than 50 W / cm 2 , the luminous efficiency is low and practical light output cannot be obtained. On the other hand, if the tube wall load is greater than 250 W / cm 2 , Due to an excessive increase in the temperature of the tube wall, fogging due to recrystallization of the quartz glass forming the
以上の構成を有するショートアーク放電ランプにおいては、適宜の電源装置(図示せず)に接続されて点灯状態とされることにより、陰極14と陽極15との間に生ずるアーク放電によって光が放射される。
In the short arc discharge lamp having the above configuration, light is emitted by arc discharge generated between the
以上の放電ランプによれば、陽極15が複合線材25による複合コイル体20が設けられることによって構成されているために、その重量が小さいので陽極芯棒16が封止部によって確実に支持され、熱容量が小さいものであっても大きな表面積を有するので、陽極の熱の放散を高い効率で実現することができ、その結果、当該陽極15の温度の上昇を抑制することができる。
その結果、放電ランプに供給する電流を増加して光の高出力化を実現しても、長期間にわたって安定に使用することのできるショートアーク放電ランプを得ることができる。
According to the above discharge lamp, since the
As a result, it is possible to obtain a short arc discharge lamp that can be used stably over a long period of time even if the current supplied to the discharge lamp is increased to achieve high light output.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の態様に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。
例えば、本発明のショートアーク放電ランプは、発光物質として水銀が封入された高圧水銀ランプとして構成されることに限定されず、例えば水銀などの金属蒸気とハロゲンとの混合物を発光物質とするメタルハライドランプとして構成されてもよい。
メタルハライドランプの一例においては、発光管部11の内表面に酸化アルミニウム(Al2 O3 )および酸化ニオブ(Nb2 O5 )などの金属酸化物の薄膜が例えばゾルゲル法によって0.1μmの厚さに形成されたものとされ、放電容器10の放電空間T内には、例えばメタルハライドとして二臭化スズ(SnBr2 )が5〜20mg、バッファガスとしてキセノンガスが例えば5気圧となる封入圧で封入され、さらに、発光管部11の管壁負荷が50〜100W/cm2 となる条件で点灯されるよう、例えば、定格電圧が80V、定格電流が3.1A、定格電力が250Wとして構成される。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said aspect, A various change can be added.
For example, the short arc discharge lamp of the present invention is not limited to being configured as a high-pressure mercury lamp in which mercury is enclosed as a luminescent material. For example, a metal halide lamp using a mixture of a metal vapor such as mercury and a halogen as a luminescent material. It may be configured as.
In an example of a metal halide lamp, a thin film of metal oxide such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and niobium oxide (Nb 2 O 5 ) is formed on the inner surface of the
また、放電容器の形状および構造は、図1に示すものに限られず、種々の構成を採用することができる。
さらに、封止部における封止構造は、金属箔による箔シール構造であることに限定されず、その他の構造、例えばロッドシール構造であってもよい。
Further, the shape and structure of the discharge vessel are not limited to those shown in FIG. 1, and various configurations can be employed.
Furthermore, the sealing structure in the sealing portion is not limited to a foil seal structure using a metal foil, but may be another structure such as a rod seal structure.
<第2の実施の形態>
図4に示されるように、この例のショートアーク放電ランプにおける陽極35は、陽極芯棒16の先端に、複合線材25による複合コイル体20の外径Rと同じまたはこれよりも大きい外径を有するコイル遮蔽部28が設けられており、陽極芯棒16における当該コイル遮蔽部28よりも基端側の部分に複合コイル体20が設けられることにより、構成されている。そして、陽極35が以上の構成を有することの他は、第1の実施の形態における放電ランプと同様の構成を有する。
<Second Embodiment>
As shown in FIG. 4, the
具体的には、コイル遮蔽部28は、その先端に向かうに従ってその外径が小さくなる円錐台柱状のものである。
このコイル遮蔽部28は、陽極芯棒16を構成する材料と同一の材料よりなるものである。この例においてはコイル遮蔽部28はタングステンよりなり、その最大外径Uは、例えば1.5〜2.1mmとされ、特に好ましくは複合コイル体20の外径Rと同じ大きさとされる。
複合コイル体20の外径Rは、複合線材25の外径をP、陽極芯棒16の外径をQとすると、式:(P×2)+Qで表され、例えば一例においては、Pは0.7mm、Qは0.7mmであり、この場合に、Rは2.1mmである。
Specifically, the
The
The outer diameter R of the
このような放電ランプによれば、コイル遮蔽部28が介在するために複合コイル体20がアークに直接接触することが防止されるので、当該複合コイル体20が溶融されることが確実に防止される。これにより、陰極14と陽極35との電極間距離の変化が小さいのでアークが長期間にわたって所期の大きさに維持され、その結果、長期間にわたって所望のランプ特性を得ることができる。
According to such a discharge lamp, since the
<第3の実施の形態>
図5に示されるように、この例のショートアーク放電ランプにおける陽極45は、陽極芯棒16の先端と複合線材25による複合コイル体20とが溶着された溶着部29を有する構成とされている。そして、陽極45が以上の構成を有することの他は、第1の実施の形態における放電ランプと同様の構成を有する。
<Third Embodiment>
As shown in FIG. 5, the
具体的には、この溶着部29は、陽極芯棒16における複合コイル体20と接触する領域が溶融されて、複合コイル体20を構成する複合線材25と一体に溶着されることにより、形成されたものである。
Specifically, the welded
この放電ランプによれば、第1の実施の形態における放電ランプと同様の、熱の放散が高い効率で行われる効果に加えて、複合コイル体20を陽極芯棒16の先端に確実に固定され、従って放電ランプをどのような姿勢で使用しても安定したアークを得ることができるという効果が得られる。
According to this discharge lamp, the
以下、本発明のショートアーク放電ランプの実施例について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Examples of the short arc discharge lamp of the present invention will be specifically described below, but the present invention is not limited to these.
<実施例1>
図1に示す構成に従って、下記の仕様による高圧水銀ランプを作製した。
<Example 1>
According to the configuration shown in FIG. 1, a high-pressure mercury lamp having the following specifications was produced.
・放電容器(10):材質;石英ガラス、寸法;放電容器(10)の全長11mm、発光管部(11)の外径11.0mm、発光管部(11)の内径7.0mm、発光管部(11)の内容積140mm3 、封止部(12)の長さ20mm、
・陽極芯棒(16):材質;タングステン、寸法;長さ10mm、外径0.7mm、
・陽極(15):材質;タングステン、寸法;陽極(15)の最大外径2.1mm、陽極(15)の長さ5mm、金属素線(21)の材質がタングステン、金属素線(21)の外径が0.2mm、芯線(22)の材質がタングステン、芯線(22)の外径が0.3mm、複合線材(25)の陽極芯棒(16)への巻回ピッチが100%、
・陰極(14):材質;タングステン、寸法;陰極芯棒(17)の長さ10mm、陰極芯棒(17)の外径0.7mm、
・陰極(14)と陽極(15)との電極間距離:1.2mm、
・点灯条件:定格電流;2A、定格電圧;80V、定格電力;160W、管壁負荷;100W/cm2 、
・封入物:アルゴンガス(封入時圧力0.2気圧)、水銀20mg、臭素80μg
Discharge vessel (10): material: quartz glass, dimensions: 11 mm overall length of discharge vessel (10), outer diameter of arc tube portion (11) 11.0 mm, inner diameter of arc tube portion (11) 7.0 mm, arc tube The inner volume 140 mm 3 of the part (11), the length of the sealing part (12) 20 mm,
Anode core rod (16): material: tungsten, dimensions:
Anode (15): Material: Tungsten, Dimensions: Maximum outer diameter of anode (15) 2.1 mm, Length of anode (15) 5 mm, Metal strand (21) is tungsten, Metal strand (21) The outer diameter of the core wire (22) is tungsten, the outer diameter of the core wire (22) is 0.3 mm, the winding pitch of the composite wire (25) around the anode core rod (16) is 100%,
-Cathode (14): Material: Tungsten, Dimensions: Length of cathode core rod (17) 10 mm, outer diameter of cathode core rod (17) 0.7 mm,
The distance between the cathode (14) and the anode (15): 1.2 mm,
Lighting conditions: Rated current: 2 A, rated voltage: 80 V, rated power: 160 W, tube wall load: 100 W / cm 2 ,
-Inclusion material: Argon gas (pressure at the time of encapsulation 0.2 atmospheres),
この高圧水銀ランプを点灯させ、安定点灯時の陽極の温度を、陽極について所定位置からの赤外線輻射強度を測定し、予め較正した温度との比較を行う方法によって測定した。結果を表1に示す。
ただし、この高圧水銀ランプにおいて、陽極とは、複合コイル体(20)およびこれが配置された陽極芯棒(16)における先端部分をいう。
The high-pressure mercury lamp was turned on, and the temperature of the anode at the time of stable lighting was measured by a method in which the infrared radiation intensity from a predetermined position of the anode was measured and compared with a temperature calibrated in advance. The results are shown in Table 1.
However, in this high pressure mercury lamp, the anode refers to the tip portion of the composite coil body (20) and the anode core rod (16) on which it is disposed.
<実施例2>
陽極芯棒の外径を0.4mmとし、複合コイル体(20)およびこれが巻回されるべき陽極芯棒(16)における先端部分よりなる陽極を構成したこと以外は、実施例1と同様にして高圧水銀ランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表1に示す。
<Example 2>
Except that the anode core rod has an outer diameter of 0.4 mm and the composite coil body (20) and the anode composed of the tip portion of the anode core rod (16) around which the composite coil body (20) is to be wound are configured in the same manner as in Example 1. Then, a high-pressure mercury lamp was manufactured and lit, and the anode temperature was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
<比較例1>
複合線材(25)の代わりに外径0.7mmのタングステン製のワイヤが陽極芯棒(16)に巻回されて形成されたコイルが設けられている陽極を用いたこと以外は、実施例1と同様にして高圧水銀ランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表1に示す。
ただし、この高圧水銀ランプにおいて、陽極とは、コイルおよびこれが配置された陽極芯棒(16)における先端部分をいう。
<Comparative Example 1>
Example 1 except that an anode provided with a coil formed by winding a tungsten wire having an outer diameter of 0.7 mm around an anode core rod (16) instead of the composite wire (25) was used. In the same manner as described above, a high pressure mercury lamp was produced and lit, and the temperature of the anode was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
However, in this high-pressure mercury lamp, the anode refers to the tip of the coil and the anode core rod (16) on which the coil is disposed.
<対照例1>
陽極として外径1.8mm、長さ5mmの円錘台状の図6に示す陽極と同形状の電極体を陽極芯棒の先端に設けたこと以外は、実施例2と同様にして高圧水銀ランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表1に示す。
<Control Example 1>
High pressure mercury as in Example 2 except that an electrode body having the same shape as the anode shown in FIG. 6 having a frustum shape having an outer diameter of 1.8 mm and a length of 5 mm was provided as the anode at the tip of the anode core rod. A lamp was produced and lit, and the anode temperature was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
表1において、陽極の重量比は、陽極の最大外径が1.8mm、陽極の長さが5mmである円錐台柱状の電極体(対照例1)の重量を1としたときの数値であり、また、陽極からの熱の流れの割合における輻射、対流、および熱伝導の欄に示した数値は、陽極の表面積から算出したものである。 In Table 1, the weight ratio of the anode is a numerical value when the weight of the truncated conical columnar electrode body (control example 1) having the maximum outer diameter of the anode of 1.8 mm and the length of the anode of 5 mm is 1. The numerical values shown in the columns of radiation, convection, and heat conduction in the ratio of heat flow from the anode are calculated from the surface area of the anode.
以上の結果によれば、実施例1に係る高圧水銀ランプにおいては、同等の外径を有する陽極を具えた比較例1と比して、陽極の温度を低くできることが確認された。また、実施例2に係る高圧水銀ランプにおいては、外径が小さいにもかかわらず比較例1に係るものよりも陽極の温度を低くすることができることが確認された。 According to the above results, it was confirmed that the high-pressure mercury lamp according to Example 1 can lower the temperature of the anode as compared with Comparative Example 1 including an anode having an equivalent outer diameter. Moreover, in the high pressure mercury lamp which concerns on Example 2, it was confirmed that the temperature of an anode can be made lower than the thing which concerns on the comparative example 1 in spite of a small outer diameter.
<実施例3>
図1に示す構成に従って、下記の仕様によるメタルハライドランプを作製した。
<Example 3>
A metal halide lamp according to the following specifications was manufactured according to the configuration shown in FIG.
・放電容器(10):材質;石英ガラス、寸法;放電容器(10)の全長12mm、発光管部(11)の外径13.0mm、発光管部(11)の内径8.0mm、発光管部(11)の内容積270mm3 、発光管部(11)の内表面に酸化アルミニウム(Al2 O3 )よりなる厚さ0.1μmの酸化膜をゾルゲル法により形成、
・陽極芯棒(16):材質;タングステン、寸法;長さ11mm、外径0.7mm、
・陽極(15):材質;タングステン、寸法;陽極(15)の最大外径2.1mm、陽極(15)の長さ5mm、金属素線(21)の材質がモリブデン、金属素線(21)の外径が0.2mm、芯線(22)の材質がタングステン、芯線(22)の外径が0.3mm、複合線材(25)の陽極芯棒(16)への巻回ピッチが100%、
・陰極(14):材質;タングステン、寸法;陰極芯棒(17)の長さ11mm、陰極芯棒(17)の外径0.7mm、
・陰極(14)と陽極(15)との電極間距離:1.5mm、
・点灯条件:定格電流;3.1A、定格電圧;80V、定格電力;250W、管壁負荷;125W/cm2 、
・封入物:キセノンガス(封入時圧力5.0気圧)、二臭化スズ(SnBr2 )20mg、臭素80μg
Discharge vessel (10): material: quartz glass, dimensions: 12 mm overall length of discharge vessel (10), outer diameter of arc tube portion (11) 13.0 mm, inner diameter of arc tube portion (11) 8.0 mm, arc tube The inner volume of the part (11) is 270 mm 3 , and an oxide film having a thickness of 0.1 μm made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) is formed on the inner surface of the arc tube part (11) by a sol-gel method.
Anode core rod (16): material: tungsten, dimensions:
-Anode (15): Material: Tungsten, Dimensions: Maximum outer diameter of anode (15) 2.1mm, Length of anode (15) 5mm, Metal strand (21) is molybdenum, Metal strand (21) The outer diameter of the core wire (22) is tungsten, the outer diameter of the core wire (22) is 0.3 mm, the winding pitch of the composite wire (25) around the anode core rod (16) is 100%,
-Cathode (14): Material: Tungsten, Dimensions: Length of cathode core rod (17) 11 mm, outer diameter of cathode core rod (17) 0.7 mm,
The distance between the cathode (14) and the anode (15): 1.5 mm,
Lighting conditions: Rated current; 3.1 A, rated voltage; 80 V, rated power; 250 W, tube wall load; 125 W / cm 2 ,
-Inclusion material: Xenon gas (pressure at the time of encapsulation 5.0 atm), tin dibromide (SnBr 2 ) 20 mg, bromine 80 μg
このようにして作製されたメタルハライドランプを点灯させ、実施例1と同様の方法によって安定点灯時の陽極の温度を測定した。結果を表2に示す。
ただし、このメタルハライドランプにおいて、陽極とは、複合コイル体(20)およびこれが配置された陽極芯棒(16)における先端部分をいう。
The metal halide lamp thus produced was turned on, and the anode temperature during stable lighting was measured by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 2.
However, in this metal halide lamp, the anode refers to the tip portion of the composite coil body (20) and the anode core rod (16) on which it is disposed.
<実施例4>
陽極芯棒の外径を0.6mmとし、複合コイル体(20)およびこれが巻回された陽極芯棒(16)における先端部分よりなる陽極を構成したこと以外は、実施例3と同様にしてメタルハライドランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表2に示す。
<Example 4>
Except that the outer diameter of the anode core rod was 0.6 mm, and the anode composed of the tip portion of the composite core body (20) and the anode core rod (16) around which the composite coil body (20) was wound was configured. A metal halide lamp was produced and lit, and the anode temperature was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
<比較例2>
複合線材(25)の代わりに外径0.7mmのタングステン製のワイヤを陽極芯棒(16)に巻回されて形成されたコイルが設けられている陽極を用いたこと以外は、実施例3と同様にしてメタルハライドランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表2に示す。
ただし、この高圧水銀ランプにおいて、陽極とは、コイルおよびこれが配置された陽極芯棒(16)における先端部分をいう。
<Comparative example 2>
Example 3 except that an anode provided with a coil formed by winding a wire made of tungsten having an outer diameter of 0.7 mm around an anode core rod (16) instead of the composite wire (25) was used. In the same manner as described above, a metal halide lamp was produced and lit, and the temperature of the anode was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
However, in this high-pressure mercury lamp, the anode refers to the tip of the coil and the anode core rod (16) on which the coil is disposed.
<対照例2>
陽極として外径1.8mm、長さ5mmの円錘台状の図6に示す陽極と同形状の電極体を陽極芯棒の先端に設けたこと以外は、実施例4と同様にしてメタルハライドランプを作製してこれを点灯させ、実施例1と同様の方法によって陽極の温度を測定した。結果を表2に示す。
<Control Example 2>
A metal halide lamp was produced in the same manner as in Example 4 except that an electrode body having the same shape as the anode shown in FIG. 6 having a frustum shape having an outer diameter of 1.8 mm and a length of 5 mm was provided as the anode at the tip of the anode core rod. Was made to light, and the temperature of the anode was measured by the same method as in Example 1. The results are shown in Table 2.
表2において、陽極の重量比は、陽極の最大外径が1.8mm、陽極の長さが5mmである円錐台柱状の電極体(対照例2)の重量を1としたときの数値であり、また、陽極からの熱の流れの割合における輻射、対流、および熱伝導の欄に示した数値は、陽極の表面積から算出したものである。 In Table 2, the weight ratio of the anode is a numerical value when the weight of the truncated conical columnar electrode body (control example 2) in which the maximum outer diameter of the anode is 1.8 mm and the length of the anode is 5 mm is 1. The numerical values shown in the columns of radiation, convection, and heat conduction in the ratio of heat flow from the anode are calculated from the surface area of the anode.
以上の結果によれば、実施例3に係るメタルハライドランプにおいては、同等の外径を有する陽極を具えた比較例2と比して、陽極の温度を低くできることが確認された。また、実施例4に係るメタルハライドランプにおいては、外径が小さいにもかかわらず比較例2に係るものよりも陽極の温度を低くすることができることが確認された。 According to the above results, it was confirmed that the metal halide lamp according to Example 3 can lower the temperature of the anode as compared with Comparative Example 2 including the anode having the same outer diameter. Moreover, in the metal halide lamp which concerns on Example 4, it was confirmed that the temperature of an anode can be made lower than the thing which concerns on the comparative example 2 although an outer diameter is small.
10 放電容器
T 放電空間
11 発光管部
12 封止部
13 金属ワイヤ
14 陰極
15 陽極
16 陽極芯棒
17 陰極芯棒
18 金属箔
19 外部リード棒
20 複合コイル体
21 金属素線
22 金属芯線
25 複合線材
28 コイル遮蔽部
29 溶着部
35、45、55 陽極
L1 管軸
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記陽極においては、金属素線が金属芯線の外周にピッチ100%で巻回されてなる複合線材が前記陽極芯棒の先端部分の外周に巻回されてなる複合コイル体が設けられており、
前記陽極芯棒の先端にはコイル遮蔽部が設けられており、前記複合コイル体が陽極芯棒における当該コイル遮蔽部よりも基端側の部分に設けられており、
前記コイル遮蔽部は、複合コイル体の外径と同じまたはこれよりも大きい外径を有することを特徴とするショートアーク放電ランプ。 A discharge vessel having an arc tube portion and a sealing portion extending outward from both ends of the arc tube portion, the anode and the cathode are disposed oppositely in the arc tube portion, and the base end portion of the anode core rod is sealed A short arc discharge lamp that is supported by the light source and is lit under the condition that the tube wall load of the arc tube is 50 to 250 W / cm 2 ,
In the anode, a composite coil body is provided in which a composite wire in which a metal wire is wound around the outer periphery of a metal core wire at a pitch of 100% is wound around the outer periphery of the tip portion of the anode core rod ,
A coil shielding portion is provided at the tip of the anode core rod, and the composite coil body is provided at a portion of the anode core rod on the base end side with respect to the coil shielding portion,
The short arc discharge lamp according to claim 1, wherein the coil shielding portion has an outer diameter equal to or larger than an outer diameter of the composite coil body .
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